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Fleuves et rivières

L'expédition durable obtient une nouvelle place

L'artisanat maritime vieux de plusieurs siècles et la technologie de pointe contribuent au commerce maritime sans carbone.

Ce fut une rencontre fortuite qui a changé deux vies. Cela pourrait également changer la façon dont le monde pense au transport maritime.

Marin accompli, Danielle Doggett aime les grands voiliers, les grands voiliers à vent qui transportent des passagers et des marchandises. Sa fascination pour les gros navires a commencé à l'adolescence, naviguant du côté canadien des Grands Lacs et finalement sur le Saint-Laurent II, un brigantin à deux mâts de 72 pieds construit dans les années 1950 pour la formation des jeunes à la voile. «Depuis, je suis pris par de grands voiliers», explique Doggett. «L'idée d'expédier du fret, sans émissions, en tant qu'entreprise viable m'a vraiment inspiré.»

L'inspiration de Doggett est devenue une réalité en 2010. Tout en travaillant à bord d'un cargo à vent dans les Caraïbes, elle a rencontré Lynx Guimond, un sculpteur sur bois maritime de renommée mondiale qui a partagé sa passion pour la voile et la navigation écologique. En quelques années, ils ont formé Sailcargo pour construire des cargos éoliens et ont établi un chantier naval au Costa Rica. Avance rapide jusqu'à aujourd'hui alors qu'ils construisent Ceiba, un cargo à vent. Ceiba est le plus grand navire construit au Costa Rica et le plus grand navire en bois actuellement en construction dans le monde.

Pour construire Ceiba, Sailcargo utilise des arts et compétences traditionnels, des matériaux d'origine locale et atteint des objectifs zéro émission. L'entreprise est un mélange unique de techniques de construction vieilles de plusieurs siècles combinées à des technologies de pointe et à des technologies de pointe, y compris l'arpentage de haute précision.

Ceiba, un cargo à vent, est le plus grand navire en bois actuellement en construction dans le monde (Image: Sailcargo)

Le chantier naval
Avec Doggett comme directeur et Guimond comme directeur technique, Sailcargo a rédigé un plan d'affaires, élaboré un budget et recherché des bailleurs de fonds potentiels. "Nous pensions que nous pouvions faire mieux, surtout financièrement, que ce que nous avons vu en naviguant dans les Caraïbes", a déclaré Doggett. «Nous pensions que nous pourrions transformer ces idées en une entreprise viable.» Elle avait raison. En un peu plus d'un an, ils avaient une base solide avec ce qui allait devenir plus de 150 investisseurs de plus de 20 pays.

Le Costa Rica semblait être l'emplacement optimal pour leur entreprise à plusieurs niveaux. «J'avais travaillé dans des chantiers navals au Canada et en Europe du Nord qui étaient froids et industriels», a déclaré Doggett. «Le climat du Costa Rica vous permet de travailler toute l’année dans un environnement productif. Non seulement nous sommes plus proches du bois utilisé pour la construction, mais la région est une plaque tournante mondiale pour les entreprises vertes. » Sailcargo a choisi un emplacement près de Punta Morales et construit Astillero Verde (The Green Shipyard), une installation de construction navale respectueuse de l'environnement et à émissions de carbone négatives.

Sailcargo a formé des racines profondes au Costa Rica. L'entreprise a développé des chaînes d'approvisionnement locales, s'est associée à des jardins durables et a construit un pavillon éducatif où elle propose des cours sur l'environnement et la construction de bateaux à des jeunes locaux et internationaux. En raison de son emplacement, de son climat et de la réputation et des approches commerciales de Sailcargo, Astillo Verde est devenu un aimant pour les artisans qualifiés et les professionnels techniques.

(Photo: Sailcargo)

Le pavillon ressemble à quelque chose de Peter Pan et des Lost Boys. C'est un camp rustique avec des résidences, une salle à manger, une grande cabane dans les arbres et un forgeron pour affûter les outils. La quille du navire est alignée vers un canal menant à la mer. À l'intérieur du pavillon se trouve un plancher mansardé qui parcourt la longueur du navire.

Doggett dit que beaucoup de réflexion et de planification ont été consacrées à la conception du chantier naval et à l'alignement de la route de lancement, mais ils n'avaient pas de carte complète des installations, de la route de lancement ou des constructions du navire. Puis est venu l'arpenteur.

L'arpenteur
Passionné de voile, aventurier et arpenteur expérimenté, Damian Macrae a découvert Sailcargo en naviguant sur le Web. Macrae a commencé sa carrière dans les technologies de l'information et a étudié l'arpentage à l'Université de Tasmanie. «L'arpentage était une excellente option de carrière pour sortir du bureau, mais toujours avec un fort accent sur la technologie», explique Macrae, qui réside en Nouvelle-Zélande. Après ses études, il a travaillé dans l'arpentage des mines, où il a obtenu sa première exposition au balayage laser 3D.

Aujourd'hui, Macrae est consultante en enquêtes auprès d'Allterra New Zealand, distributeur de sondages et fournisseur de solutions en Australie, en Nouvelle-Zélande et dans le Pacifique Sud. Il souhaitait depuis longtemps visiter le Costa Rica et l'appel à des bénévoles expérimentés a éveillé sa curiosité: le projet pourrait-il utiliser ses compétences?

Doggett était ravi de la visite de Macrae et a identifié plusieurs domaines où l'arpentage et la numérisation pourraient fournir des données précieuses. Surveiller le chantier naval mettrait ses compétences et son équipement – une station totale de balayage Trimble SX10 et un récepteur GNSS R10 – à l'épreuve.

(Image: Sailcargo)

Le lancement
AstilleroVerde se trouve près de l'embouchure d'un estuaire sur la côte pacifique du Costa Rica, à 24 km de la route panaméricaine près de la ville de Punta Morales. Les vasières entre le rivage et le canal de l'estuaire connaissent des marées hautes de l'ordre de quatre mètres (13 pieds), et l'alignement du navire pendant la construction a été conçu pour minimiser la traversée de la route de lancement sur le rivage et les eaux peu profondes. "Nous voulons que ce lancement se déroule sans heurts", a déclaré Doggett. «Ce navire sera un navire amiral pour le pays et une source de fierté nationale. Le président (du Costa Rica) devrait être présent lors du lancement. »

Macrae a identifié plusieurs défis dans le développement d'un modèle 3D précis de la route de lancement. "L'eau est peu profonde sur plusieurs centaines de mètres, même à marée haute, et il y a beaucoup d'inconnues au bas du canal, telles que la quantité de sable, de boue ou de limon", a-t-il déclaré. La solution était un mélange de vieille école et de haute technologie.

Macrae et une équipe Sailcargo ont ramé dans l'estuaire et ont mis des lignes de plomb sur le côté pour les sondages. «Nous avions le R10 dans le bateau et avons pris des mesures d'affaissement pour trouver un décalage. Les positions horizontales étaient très serrées et nous avons enregistré les sondages. » L'équipe a capturé des sondages dans des zones proches du rivage pour permettre une validation croisée avec des données de balayage laser des vasières exposées.

Macrae voulait inclure un contrôle local pour les sondages et l'étude du site, mais il y avait de nombreuses inconnues, telles que l'origine des marques existantes trouvées sur le site, et le manque de valeurs publiées ou de cadre de référence (datums). «Il était facile de déterminer la marée haute moyenne, nous avons donc décidé d'établir des valeurs pour le contrôle et de tout y faire référence, y compris nos sondages et nos valeurs de marée.»

Macrae a choisi trois repères existants autour du chantier naval et a effectué des observations statiques avec son R10. Il a traité les données dans Trimble Business Center (TBC) contre une station de référence en fonctionnement continu (CORS) à 5 km et a produit une incertitude horizontale moyenne de 10 mm (95% de confiance) pour les trois marques. Macrae a confirmé les résultats via une résection en trois points en utilisant le SX10 d'une seconde, générant des résidus de 8 mm. Le cadre de coordonnées résultant a été utilisé pour tous les travaux de sondage, de topographie et de numérisation à venir. "Comme j'avais deux récepteurs R10, je pouvais être très efficace", a déclaré Macrae. "Pendant que les observations statiques étaient en cours, j'ai commencé un travail RTK dans le même projet d'enregistreur de données avec le deuxième récepteur et j'ai marché dans le chantier naval pour trouver des points d'intérêt."

Macrae a également utilisé le SX10 pour balayer les zones du lit de la rivière exposées à marée basse. En l'utilisant comme une station totale, il a rétrocroisé son contrôle local puis a scanné. «À marée basse, j'ai sorti le SX10 à une cinquantaine de mètres du rivage avec mon contrôle local toujours visible. J'ai fait un scan complet du dôme à chaque installation, recueillant des millions d'observations du fond de la rivière. Étant donné que j'utilisais le contrôle existant, les nuages ​​de points étaient automatiquement géoréférencés avec le reste de mes données. »

Le nuage de points dense a été combiné avec les sondages manuels, RTK et observations optiques pour créer un modèle 3D précis de la route de lancement. "Nous avons réalisé que des erreurs pouvaient se glisser dans le modèle à partir des sondages, donc la numérisation a fourni une bonne vérification", a-t-il déclaré. Macrae a ensuite créé plusieurs vues en plan avec code couleur avec les meilleurs et les pires scénarios. La densité du navire n'ayant pas encore été déterminée, il a utilisé une plage de valeurs pour le déplacement final de Ceiba.

Doggett a déclaré que les résultats des sondages et du balayage étaient les bienvenus, car ils confirmaient que l'alignement était bon et la route de lancement précise. La route de lancement à travers le sol et les appartements peu profonds seront bordés de billes au point où le navire pourra flotter seul. "Il pourrait y avoir des variations mineures dans les lits de marée avant la fin du navire, mais le modèle 3D nous donne la certitude que le lancement se déroulera sans heurts", a déclaré Doggett.

(Image: Sailcargo)

La carte
Le chantier naval de jungle de Sailcargo s'était développé organiquement, avec des structures construites selon les besoins. Avant la visite de Macrae, il n’existait pas de carte officielle du bien, du terrain ou des structures. Macrae en a fourni une à l'aide de données de numérisation SX10 recueillies en seulement une journée et demie de travail sur le terrain. Les zones non adaptées à la numérisation, telles que les lignes de rupture et les caractéristiques des hautes herbes, étaient traditionnellement observées avec un poteau de portée et un R10 ou SX10.

Macrae a parcouru le chantier naval avec le SX10, effectuant une analyse complète du dôme à chaque configuration. Chaque numérisation, y compris la capture d'image (utilisée pour la colorisation automatique des points et la création de panorama dans TBC), a pris un peu moins de quinze minutes et a capturé en moyenne 120 mégaoctets de données, avec 8-10 millions de points chacun. Macrae a collecté près de 40 balayages au total avant de combiner les données de balayage, RTK, les observations de stations totales traditionnelles et les sondages en un seul projet TBC. De cet ensemble de données, TBC a automatiquement extrait le sol, le bâtiment, le pôle électrique et les points d'arbre. Le gros du traitement de l'ensemble de données massif étant terminé automatiquement, Macrae a eu besoin d'environ deux heures pour nettoyer le nuage de points et créer des régions d'intérêt telles que les cadres de Ceiba, les bâtiments spécialisés et les clôtures.

Une fois le traitement terminé, il était simple de tracer des courbes de niveau, de construire des empreintes de pas, des clôtures, des bords de route et des services publics. Macrae a produit un plan topographique qui peut être utilisé pour la planification, la conception du drainage et la logistique. Il a également utilisé Trimble Clarity pour créer un survol 3D du site et de véritables vues de nuages ​​de points de couleur, permettant à l'équipe de le visualiser en ligne et de le partager avec des investisseurs et des partenaires. "Nous n'avions jamais pu voir notre camp de cette manière auparavant", a déclaré Doggett. «Nous n'étions pas sûrs de l'emplacement de nos installations par rapport aux limites.»

(Photo: Sailcargo)

Le bateau
Au moment de la visite de Macrae, la quille de Ceiba était abaissée et 13 des châssis du navire étaient en place. Bien que Sailcargo effectue des mesures à la main lors de la construction du navire, une analyse leur permettrait de vérifier la fidélité de conception. Avec plusieurs configurations du SX10, Macrae a produit des nuages ​​de points denses enregistrés aux marques de référence sur le navire. "Pour la plupart des configurations autour du chantier naval, j'ai utilisé des numérisations complètes à 360 degrés avec le SX10, mais pour des détails plus fins du cadre de Ceiba, j'ai choisi une zone plus petite avec l'outil de sélection de polygones sur le TSC7 (contrôleur de données)", a-t-il déclaré. Cela a produit des nuages ​​de points plus denses où plus de détails étaient nécessaires tout en maintenant le temps d'installation moyen sous dix minutes.

"Nous avions suffisamment de données pour aligner le modèle CAO numérique du navire contre le nuage de points géoréférencés", a déclaré Macrae. Une fois le nuage de points et le modèle CAO alignés, les coupes transversales de chaque trame ont été tracées pour une vérification conforme. » L'équipe pouvait voir le cloud dans Trimble RealWorks Viewer et en ligne via Clarity. L'animation 3D leur a permis de comparer le nuage avec la conception originale. Doggett dit qu'elle ne connaît aucun autre navire en bois de cette taille scanné de cette façon pendant la construction. «J'avais vu d'autres scans après l'achèvement d'un navire, mais il manquait beaucoup de détails. Cela nous a donné une façon unique de voir à quel point nous nous en tenions au design. »

(Image: Sailcargo)

La fin
Lorsque nous avons interviewé Doggett en avril 2020, 75% des cadres étaient en place et le bordage commencerait à l'automne. «On nous a donné un moyen de regarder et de mesurer des choses que nous n’avons jamais eues auparavant», dit Doggett, «et nous sommes très reconnaissants à Damian d’avoir aidé à réaliser cela.»

Pour Macrae, c'était plus que de merveilleuses vacances dans un endroit qu'il avait toujours voulu visiter. Ce fut l'occasion de tester les équipements que ses clients adoptent rapidement. «La numérisation de Ceiba, du chantier naval, des terrains vagues et la génération du plan topographique à partir des données de nuages ​​de points ont été un bon exercice sur ce que nous pouvons faire avec le SX10», a déclaré Macrae. «Nous avons TBC, et il était facile d'extraire des fonctionnalités du nuage de points. C'est un bon exemple de mélange de points topo traditionnels avec des données d'un nuage de points. »

Alors que la structure principale du navire touche à sa fin et que d'autres constructions commencent, Doggett dit qu'elle contacte de nouveaux investisseurs. Comme le cadrage est finalisé, ajoute-t-elle, une autre numérisation serait également très appréciée. Doggett demande: «Toute personne intéressée à participer à une aventure d'arpentage unique?»

(Photo: Sailcargo)

Présentation de Ceiba
Le plus grand navire en bois en construction au monde porte désormais un nom: Ceiba, inspiré d'un groupe d'espèces d'arbres originaires des régions tropicales des Amériques et de l'Afrique de l'Ouest. Ceiba est le navire amiral de Sailcargo, une entreprise respectueuse de l'environnement qui construit des navires zéro émission.

Ceiba a été conçu par l'architecte naval Pepijn van Schaik de Manta Marine Design B.V., qui a également conçu Tres Hombres, un cargo plus petit que Doggett avait autrefois équipé. Une fois terminé, Ceiba sera une goélette à trois mâts, de 45 mètres de long, avec une poutre de huit mètres, une hauteur de gréement de 34 mètres. La capacité de chargement sera de 250 tonnes métriques / 350 mètres cubes, plus un espace supplémentaire sur le pont. Il fera près de 10 fois la taille de Tres Hombres.

Le bois de Ceiba provenait localement et comprenait des arbres abattus par les tempêtes tropicales. Les cadres sont en cèdre espagnol, qui appartient à la famille de l'acajou et n'est pas un vrai cèdre, tandis que la tige et le cadre sont en guapinol, également connu sous le nom de jatoba. Sailcargo a mis en place un programme de plantation pour compenser le bois utilisé.

Ceiba comprendra également deux moteurs électriques à haut rendement de 120 chevaux. Les hélices à pas variable généreront de l'énergie lorsque le navire naviguera en travaillant comme des turbines sous-marines pour charger les batteries et répondre aux besoins électriques à bord. Étant donné que les itinéraires comprendront des régions équatoriales, le solaire sera également ajouté.

Sailcargo ne dit pas que l'énergie éolienne serait un remplacement pratique pour tout commerce maritime à base de combustibles fossiles. Mais cela peut offrir une autre option et il existe une demande croissante pour de telles alternatives. Les entreprises proposant des produits respectueux de l'environnement et neutres en carbone peuvent désormais compléter la chaîne d'approvisionnement en offrant une livraison maritime zéro émission. Sailcargo croit que les entreprises prospères doivent suivre le principe de base de fournir ce que veulent les clients.

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